一种烧结钕铁硼磁瓦的方法及其放电等离子烧结装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁体烧结工艺技术领域，尤其涉及一种烧结钕铁硼磁瓦的方法及其放电等离子烧结装置。
【背景技术】
[0002]钕铁硼，简单来讲是一种磁铁，和我们平时见到的磁铁所不同的是，其优异的磁性能而被称为“磁王”。钕铁硼中含有大量的稀土元素钕、铁及硼，其特性硬而脆。由于表面极易被氧化腐蚀，钕铁硼必须进行表面涂层处理。表面化学钝化是很好的解决方法之一。钕铁硼作为稀土永磁材料的一种具有极高的磁能积和矫顽力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。钕铁硼的优点是性价比高，具良好的机械特性；不足之处在于工作温度低，温度特性差，且易于粉化腐蚀，必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进，才能达到实际应用的要求。
[0003]钕铁硼磁性材料，作为稀土永磁材料发展的最新结果，由于其优异的磁性能而被称为“磁王”。钕铁硼磁性材料是镨钕金属，硼铁等的合金。又称磁钢。钕铁硼具有极高的磁能积和矫力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。
[0004]而现有技术中的钕铁硼磁瓦是采用大块毛坯切割加工，材料利用率较低。现有磁瓦是用方块及常规毛坯切割得来，磁力线取向方向为水平方向，未能实现磁瓦半径方向形成辐射状分布。相比于辐射状磁环生产，可以提高产品的合格率，而且规格可以做大更大，辐射磁环由于取向及内应力的关系存在大量裂开现象。并且现有技术中钕铁硼磁瓦制作工艺中散热效果差，散热容易过快过慢，安全系数较低。
[0005]例如中国专利CN101867267B公开的径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺及其成型模具。该工艺步骤如下:a、将粉料倒入方形磁体成型模具的阴模的方形腔;b、驱动上冲头向下滑动，当接触到粉料后停止滑动;C、两电磁铁同时粉料进行充磁取向；d、当充磁到达设定值时，上冲头继续向下滑动，同时下冲头向上滑动，上下冲头对粉料进行双向压制而成方形磁体;e、两电磁铁反向退磁;f、上冲头向上滑动，下冲头向上滑动将成型的方形磁体顶出方形腔;g、将方形磁体置于磁瓦成型模具的烧结陶瓷板的凹陷部内进行烧结，凹陷部的底面呈凸弧形或凹弧形，烧结形成磁瓦。该工艺中采用粉料成型，一次烧结，磁瓦的强度和磁力度均较低，并且采用压制工艺磁瓦的致密度难以得到保证，其制作过程的压力也不稳定。
[0006]又例如中国中国专利CN203426785U公开的一种钕铁硼磁瓦分割机工作室，包括一个刀台及位于刀台右侧可相对刀台前后左右运动的工作台，所述的工作台上设有下基板，所述下基板上竖立有第一后挡板和第一右挡板，所述下基板上设有夹具，所述第一后挡板的右侧与第一右挡板的后侧相连;所述第一后挡板上端还铰接有一个可前后翻转的翻盖，所述翻盖包括第一上挡板与连接在第一上挡板上的第一前挡板，所述翻盖向前翻转后所述第一上挡板位于夹具上方，所述第一前挡板位于夹具前方。该钕铁硼磁瓦分割机工作室采用切割加工，材料利用率较低，并且磁瓦是有方块及常规毛坯切割得来，磁力线取向方向为水平方向，未能实现磁瓦半径方向形成辐射状分布。
【发明内容】
[0007]为克服现有技术中存在的钕铁硼磁瓦烧结速度慢，磁力度较低，容易裂开的问题，本发明提供了一种烧结钕铁硼磁瓦的方法及其放电等离子烧结装置。
[0008]一种烧结钕铁硼磁瓦的方法，包括如下步骤:
[0009]步骤一:选择采用常规方法制得的方块钕铁硼磁体毛坯；
[0010]步骤二:将方块钕铁硼磁体毛坯切削成块状薄片；
[0011]步骤三:将块状薄片钕铁硼磁体采用径向分布方式放置在烧结炉底部的弧形石墨盒底座中；
[0012]步骤四:开启放电等离子烧结装置，所述放电等离子烧结装置的升温时间为25min-35min，保温时间为5min-10min,冷却时间为25min;所述放电等离子烧结装置的烧结温度为 500°C-900°C。
[0013]进一步的，所述放电等离子烧结装置的升温时间为30min，保温时间为5min,冷却时间为25min。
[0014]进一步的，所述放电等离子烧结装置的烧结温度为600°C_800°C。
[0015]进一步的，所述放电等离子烧结装置的烧结温度为700°C。
[0016]本发明的另一个目的是提供一种用于所述烧结钕铁硼磁瓦的方法的放电等离子烧结装置，包括炉膛、双层液冷装置、气氛控制系统和保温系统，所述双层液冷装置、气氛控制系统和保温系统分别与炉膛固定连接;所述双层液冷系统包括缓动液冷外层和高速液冷内层，所述缓动液冷外层和高速液冷内层固定连接。
[0017]进一步的，所述炉膛包括弧形石墨盒底座放置模具、热电偶和放电等离子发生装置，所述弧形石墨盒底座放置模具与炉膛的底部固定连接，所述热电偶和放电等离子发生装置相连接。
[0018]进一步的，所述放电等离子发生装置设置有脉冲水冷器，所述脉冲水冷器与放电等离子发生装置固定连接。
[0019]进一步的，所述气氛控制系统包括真空栗、流量计和视窗，所述流量计与真空栗固定连接，所述视窗与炉膛的侧边固定连接。
[0020]进一步的，所述保温系统包括温度测量装置、安全控制装置和保温层，所述温度测量装置和安全控制装置相连接，所述保温层与安全控制装置相连接。
[0021]进一步的，所述保温层包括活动保温层、固定保温层和活动保温层驱动装置，所述固定保温层与炉膛固定连接，所述活动保温层与固定保温层活动连接，所述活动保温层与活动保温层驱动装置固定连接。
[0022]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0023](I)本发明的烧结钕铁硼磁瓦的方法中采用方块毛坯，取向度高相比于生产U型毛坯前后模具导磁板歪曲导致的磁力线偏移可以更有效提高取向度。并且采用薄片状方片进行二次烧结使得产品的磁力度和强度均得到大幅提升。
[0024](2)本发明的烧结钕铁硼磁瓦的方法中将块状薄片钕铁硼磁体采用径向分布方式放置在烧结炉底部的弧形石墨盒底座中，使得烧结后的磁瓦呈径向分布，使得磁力度和磁瓦的强度相比平行分布均有大幅提高。
[0025](3)本发明的烧结过程采用放电等离子烧结装置进行烧结，加热均匀，升温速度快，烧结温度低，烧结时间短，生产效率高。
[0026](4)本发明的放电等离子烧结装置采用双层液冷系统进行冷却降温，其内层冷却液流速大于外层冷却液，充分利用了熵值相差越大热传递速度越快的特点使得内外冷却液温变差异下，节约能源并且使得运行过程更加安全。
[0027](5)本发明的放电等离子烧结装置的保温层包括固定保温层和活动保温层，在炉体内温度发生异常变化时，活动保温层能够打开使得温度容易散失，从而确保温度不会过高发生意外，使得装置的安全性能得到提升。
【附图说明】
[0028]图1是本发明中烧结钕铁硼磁瓦的方法的流程示意图；
[0029]图2是本发明中块状薄片钕铁硼磁体放置在烧结炉底部的弧形石墨盒底座中的示意图；
[0030]图3是本发明中的放电等离子烧结装置的结构示意图；
[0031]图4是